霓虹灯是一种低气压、冷阴极辉光放电型灯具,工作电压通常在 12~15 kV,常用 450 V 的变压器提升电压。为增强显示效果,大型霓虹灯广告牌通常采用专门变光控制电路,实现图案动态变化显示。图中所示智能霓虹灯控制器由单片机控制、可控硅驱动,适用于大、中、小型各种霓虹灯牌面,还可通过修改软件按用户要求控制任意复杂程度变化的图案,是一种性能较好的霓虹灯控制电路。
电路原理:该控制电路通过 8031 单片机的串行通信方式 0 来扩展输入/输出(I/O)口,I/O 数量不限。利用 3 片 4094 移位寄存器串联构成第一块功率驱动板,以得到 24 个 I/O 口;若 I/O 口数量不够,可并串接第二块、第三块等。

8031 单片机的 Rxd、Txd、P1.7 通过 74LS06 集电极开路 OC 门实现电平转换,并同后续 CMOS 器件连接。A、B、C 三相交流电的过零信号产生电路产生的过零触发信号 a、b、c 连通到每块功率驱动板上 3 片 4094 的 STR 脚(a1、b1、c1),使负载在每相交流电压过零点触发。功率驱动单元电路采用光电隔离,可消除外来干扰、提高系统工作可靠性。光耦输出首先驱动可控硅 SCR1,再由 SCR1 驱动 SCR2。电路中的发光 LED 用于编程调试时模拟显示;由电阻-电容构成的 RC 吸收电路用于吸收霓虹灯关断时因变压器为感性负载而产生的大电流反向冲击,确保功率驱动顺利实现。
本控制器电路扩展容易,不改动硬件电路,只需针对用户要求将编排在程序存储器中发往外设 4094 口的数据表格作适当修改,通用易行。